Таксономическое разнообразие диких родичей культурных растений Южно-Уральского региона и сопредельных территорий
Автор: Мифтахова Снежана Ринатовна, Абрамова Лариса Михайловна
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Наземные экосистемы
Статья в выпуске: 4-1 т.17, 2015 года.
Бесплатный доступ
Проведено сравнение разнообразия диких родичей культурных растений (ДРКР) Республики Башкортостан и сопредельных территорий - Пермской, Челябинской, Оренбургской областей, Республики Татарстан и Удмуртской Республики. Выявлено, что видовое и родовое богатство ДРКР возрастает в южном направлении и определяется уровнем общего флористического разнообразия. Максимальное таксономическое богатство ДРКР представлено в Оренбургской области (267 видов), Республика Башкортостан занимает второе место (256 видов). Во всех флорах наибольшее число видов ДРКР содержат семейства Poaceae и Fabaceae, богатые кормовыми видами растений. Максимальное сходство видового состава ДРКР Республики Башкортостан и Челябинской области (коэффициент Жаккара 0,76) обусловлено приуроченностью этих территорий к Южному Уралу и их расположением в пределах одинаковых природных зон. Особенностью ДРКР Южно-Уральского региона является видовое богатство луков (16 видов), мятликов (15 видов) и тимьянов (11 видов).
Дикие родичи культурных растений (дркр), южно-уральский регион, таксономический состав, флористическое разнообразие
Короткий адрес: https://sciup.org/148203874
IDR: 148203874
Текст научной статьи Таксономическое разнообразие диких родичей культурных растений Южно-Уральского региона и сопредельных территорий
В современный период, в связи с нарастающими темпами генетической эрозии, необычайно остро стоит вопрос сохранения диких родичей культурных растений (ДРКР) – видов природной флоры, входящих в один род с культурными растениями и потенциально пригодных для создания и улучшения сортов [5]. Первым необходимым этапом сохранения ДРКР является их инвентаризация в составе региональных флор.
Южно-Уральский регион – это территория с богатым, уникальным растительным миром, сформировавшимся на границе между Европой и Азией. Он включает Южный Урал, Предуралье и Зауралье; в административных границах основная часть ЮУР относится к Республике Башкортостан (РБ) [14]. В условиях высокой степени хозяйственной освоенности территории РБ [15] необходимость сохранения богатого разнообразия ДРКР особенно актуальна.
Для выявления региональных особенностей ДРКР РБ было проведено их сравнение с ДРКР сопредельных территорий: Пермской, Челябинской, Оренбургской областей, Республики Татарстан и Удмуртской Республики.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В целях инвентаризации аборигенной фракции ДРКР в исследуемых флорах были использованы материалы опубликованных конспектов флор [9, 6, 1, 2, 3], для РБ – материалы гербариев Института биологии Уфимского научного центра РАН (UFA) и Ботанического института РАН им. В.Л. Комарова (LE) и данные Определителя Башкирской АССР [7, 8]. Виды ДРКР были выявлены на основе каталога «Дикие родичи культурных растений России» [5] и Государственного реестра селекционных достижений, допущенных к использованию [4].
Для сравнения таксономического состава ДРКР в исследуемых флорах был использован коэффициент Жаккара, рассчитываемый по формуле:
c
K j
, где а — количество таксонов в
a + b - c
первой флоре, b — количество таксонов во второй флоре, с — количество таксонов, общих для 1-ой и 2-ой флор [13].
Сопоставление систематической структуры ДРКР было основано на вычислении модифицированного коэффициента ранговой корреляции Бравэ-Пирсона, не требующего введения поправок [12]. Расчеты проводились по формуле, используемой в случае связанных рангов – когда в спектрах есть семейства (роды) с одинаковым числом видов и им придается одинаковый усредненный
ранг:
r=
4^xy - n(n +1)2
V [4Z x2 - n(n+1)2n4Z y2 - n(n+1)2]
где x и y – значения одноименных семейств (родов) в сравниваемых спектрах, n – число пар рангов, по которым ведется сравнение.
Латинские названия таксонов приведены в соответствии со сводкой С.К. Черепанова [11], а также таксономическими обработками в «Конспекте флоры Челябинской области» [6], за исключением рода Trifolium L., представленном согласно Флоре европейской части СССР [10]. Из рода Artemisia L. в список ДРКР был включен единственный вид ( A. dracunculus L.), имеющий сорта.
В результате проведенной инвентаризации ДРКР в составе флоры РБ и сопредельных территорий (табл. 1) выявлено, что максимальное таксономическое богатство ДРКР представлено в Оренбургской области (267 видов). РБ занимает только второе место (256 видов), несмотря на то, что ее территория характеризуется большим разнообразием природных зон и типов местообитаний. Анализ таблицы позволяет сделать вывод о том, что видовое и родовое богатство ДРКР возрастает при движении на юг и определяется уровнем общего флористического разнообразия.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Таблица 1. Показатели богатства ДРКР в сравниваемых флорах
|
Флора |
Площадь (тыс. км²) |
Число видов во флоре |
Число таксонов ДРКР |
||
|
видов |
родов |
семейств |
|||
|
Удмуртская Республика |
42,1 |
2073* |
159 |
60 |
22 |
|
Пермская область |
160,6 |
1580 |
195 |
58 |
22 |
|
Республика Татарстан |
67,8 |
1610 |
202 |
72 |
22 |
|
Челябинская область |
88.5 |
1680 |
241 |
73 |
22 |
|
Республика Башкортостан |
143.6 |
1730 |
256 |
75 |
22 |
|
Оренбургская область |
123,7 |
1960 |
267 |
77 |
22 |
*Прим. Высокое разнообразие флоры Удмуртии объясняется тщательной инвентаризацией адвентивного компонента; аборигенная фракция составляет 1005 видов [3].
Сравнение таксономического состава ДРКР РБ и сопредельных территорий выявило, что исследуемые флоры имеют идентичный набор семейств. По родовому составу ДРКР наибольшее сходство было зафиксировано с Оренбургской и Челябинской областями, по видовому составу – с Челябинской областью (табл. 2).
Таблица 2. Коэффициенты сходства систематического состава ДРКР Республики Башкортостан с ДРКР сопредельных территорий
|
Показатели сходства ДРКР |
Перм. обл. |
Оренб. обл. |
Челяб. обл. |
Респ. Тат. |
Удм. Респ. |
|
По видовому составу |
0,59 |
0,68 |
0,76 |
0,62 |
0,53 |
|
По родовому составу |
0,75 |
0,97 |
0,97 |
0,88 |
0,75 |
|
По составу семейств |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Для выяснения систематической структуры тры ведущих семейств (табл. 3) и родов (табл. 4) ДРКР в исследуемых флорах были изучены спек- ДРКР.
Таблица 3. Ранги ведущих по числу видов ДРКР семейств в сравниваемых флорах
|
Семейства |
Респ. Башк. |
Перм. обл. |
Оренб. обл. |
Челяб. обл. |
Респ. Тат. |
Удм. Респ. |
|
Poaceae |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Fabaceae |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
Lamiaceae |
3 |
4 |
5 |
4 |
4 |
5 |
|
Rosaceae |
4 |
3 |
4 |
3 |
3 |
3 |
|
Asteraceae |
5 |
6,5 |
3 |
6 |
5 |
6 |
|
Alliaceae |
6 |
6,5 |
7 |
6 |
7,5 |
8,5 |
|
Polygonaceae |
7 |
5 |
8 |
6 |
6 |
4 |
|
Brassicaceae |
8,5 |
12 |
9 |
9 |
9,5 |
13 |
|
Chenopodiaceae |
8,5 |
13 |
6 |
8 |
9,5 |
11,5 |
|
Apiaceae |
9,5 |
8 |
11 |
10 |
7,5 |
7 |
|
Ericaceae |
12,5 |
9,5 |
13,5 |
11,5 |
11,5 |
8,5 |
|
Caprifoliaceae |
12,5 |
9,5 |
13,5 |
11,5 |
14 |
11,5 |
|
Linaceae |
9,5 |
14 |
10 |
14 |
13 |
14 |
|
Hypericaceae |
14 |
11 |
12 |
13 |
11,5 |
10 |
Оказалось, что во всех флорах наибольшее Fabaceae, богатые кормовыми видами растений.
число видов ДРКР содержат семейства Poaceae и Третью и четвертую позиции, в основном, зани- мают семейства Rosaceae и Lamiaceae. В южных флорах (РБ, Оренбургская и Челябинская области) отмечается повышение роли термофильных семейств Brassicaceae и Chenopodiaceae, в то время как в спектрах северных флор (Пермская область, Удмуртия) появляется семейство Ericaceae, в котором сосредоточены бореальные виды ДРКР из родов Oxycoccus L. и Vaccinium L. Коэффициенты сходства ведущих семейств ДРКР РБ с ДРКР сопредельных территорий получили следующие значения: r=0,94 – с Оренбургской и Челябинской областями; r=0,92 – с Татарстаном; r=0,78 – с Пермской областью и r=0,74 – с Удмуртией.
Таблица 4. Ранги ведущих по числу видов ДРКР родов в сравниваемых флорах
|
Роды |
Респ. Башк. |
Перм. обл. |
Оренб. обл. |
Челяб. обл. |
Респ. Тат. |
Удм. Респ. |
|
Allium L. |
1,5 |
6 |
1 |
3 |
6,5 |
9 |
|
Poa L. |
1,5 |
1 |
4,5 |
1,5 |
4 |
4 |
|
Rumex L. |
3 |
2 |
2 |
1,5 |
1 |
1 |
|
Trifolium L. |
5 |
4 |
3 |
5 |
2,5 |
2,5 |
|
Thymus L. |
5 |
8 |
8,5 |
6 |
9,5 |
14,5 |
|
Lathyrus L. |
7 |
6 |
4,5 |
7,5 |
5 |
7 |
|
Festuca L. |
5 |
3 |
6,5 |
4 |
2,5 |
2,5 |
|
Scorzonera L. |
8 |
18 |
6,5 |
9 |
12 |
17,5 |
|
Elytrigia Desv. |
9 |
15 |
15 |
12,5 |
14,5 |
17,5 |
|
Linum L. |
12 |
18 |
11 |
17,5 |
18 |
17,5 |
|
Vicia L. |
12 |
10 |
13 |
12,5 |
6,5 |
7 |
|
Elymus L. |
12 |
12 |
18 |
10,5 |
18 |
14,5 |
|
Rubus L. |
12 |
10 |
18 |
10,5 |
14,5 |
7 |
|
Agrostis L. |
12 |
6 |
8,5 |
7,5 |
9,5 |
5 |
|
Alopecurus |
17 |
10 |
15 |
14,5 |
14,5 |
12,5 |
|
Serratula L. |
17 |
16 |
11 |
17,5 |
9,5 |
17,5 |
|
Salvia L. |
15 |
18 |
11 |
17,5 |
9,5 |
12,5 |
|
Hypericum L. |
17 |
13,5 |
15 |
14,5 |
14,5 |
10,5 |
|
Phleum L. |
19 |
13,5 |
18 |
17,5 |
18 |
10,5 |
Спектры ведущих родов ДРКР исследуемых флор (табл. 4) отличаются существенней, чем спектры семейств: наибольшее сходство выявлено с Челябинской областью ( r= 0,91), дальше по убыванию – с Оренбургской ( r= 0,80), Татарстаном ( r= 0,70) и Пермской областью ( r= 0,68), минимальное – с Удмуртией ( r= 0,46).
В родовых спектрах ДРКР РБ, Оренбургской и Челябинской областей высокие позиции занимает род Allium , насыщенный степными ( A. globosum M. Bieb. ex Redoute, A. hymenorhizum Ledeb., A. tulipifolium Ledeb.и др.) и лесостепными ( A. obli-quum L., A. oleraceum L., A. strictum Schrad. и др.) географическими элементами. Ведущая роль рода Poa в спектрах РБ, Челябинской и Пермской областей объясняется наличием на данных территориях высокогорной растительности, благодаря которой здесь появляются арктоальпийские виды мятликов P. alpigena (Blytt) Lindm. и P. insignis Litv. ex Roshev, кроме того, на Урале встречаются краевые части ареалов бореальных видов– североевропейского P. lapponica Prokudin и североазиатского P. sibirica Roshev. Во флорах РБ и Челябинской области также представлено высокое видовое разнообразие рода Thymus , большинство представителей которого являются эндемиками уральской флоры: T. binervulatus Klokov & Des.-Shost., T. punctulosus Klokov, T. talijevii Klokov & Des.-Shost., T. uralensis Klokov и др.
ВЫВОДЫ
-
1. Южно-Уральский регион характеризуется высоким таксономическим разнообразием ДРКР, которое возрастает к югу с увеличением общего флористического богатства.
-
2. Максимальное сходство ДРКР Республики Башкортостан и Челябинской области по таксономическому составу и систематической структуре говорит о связи двух флор, обусловленной приуроченностью территорий к Южному Уралу и их расположением в пределах одинаковых природных зон.
-
3. Особенностью ДРКР Южно-Уральского региона является видовое богатство луков (16 видов), мятликов (15) и тимьянов (11 видов).
Список литературы Таксономическое разнообразие диких родичей культурных растений Южно-Уральского региона и сопредельных территорий
- Бакин О.В. Сосудистые растения Татарстана. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 2000. 496 с.
- Баранова О.Г. Местная флора Удмуртии: анализ, конспект, охрана: учеб. пособие. Ижевск, 2002. 199 с.
- Баранова О.Г., Пузырев А.Н. Конспект флоры Удмуртской Республики (сосудистые растения) М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований. 2012. 212 с.
- Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Том 1. Сорта растений . М. 2014. 456 с. http://www.gossort.com/20-gosudarstvennyy-reestr-selekcionnyh-dostizheniy-dopuschennyh.html.
- Каталог мировой коллекции ВИР. Дикие родичи культурных растений/Т.Н. Смекалова, И.Г. Чухина; под ред. Н.И. Дзюбенко. СПб.: ГНЦ РФ ВИР, 2005. 54 с.
- Куликов П.В. Конспект флоры Челябинской области (сосудистые растения). Екатеринбург-Миасс: «Геотур», 2005. 537 с.
- Определитель высших растений Башкирской АССР. Cем. Onocleaceae-Fumariaceae/Ю.Е. Алексеев, Е.Б. Алексеев, К.К. Габбасов и др. М.: Наука, 1988. 316 с.
- Определитель высших растений Башкирской АССР. Сем. Brassicaceae-Asteraceae/Ю.Е. Алексеев, А.Х. Галеева, И.А. Губанов и др. М.: Наука, 1989. 375 с.
- Рябинина З.Н., Князев М.С. Определитель сосудистых растений Оренбургской области. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. 758 с.
- Флора европейской части СССР. Том VI/колл. авторов; отв. ред. и ред. тома А.А. Федоров. Л.: Наука, 1987. 254 с.
- Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с.
- Шмидт В.М. Математические методы в ботанике. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1984. 288 с.
- Шмидт В.М. Флора Архангельской области. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2005. 346 с.
- Ямалов С.М. Синтаксономия и динамика травяной растительности Южно-Уральского региона: дис. … д-ра биол. наук: Уфа, 2011. 508 с.
- Япаров И.М., Нигматуллин А.Ф. Особенности изменения природных комплексов Республики Башкортостан и формирование природно-хозяйственных систем//Вестник Воронежского государственного университета. 2004. №1. С. 105-109.
